Proceso de preparación e innovación tecnológica del polvo de óxido de aluminio
Cuando se trata depolvo de alúminaPuede que a muchas personas les resulte desconocido. Pero cuando se trata de las pantallas de los teléfonos móviles que usamos a diario, los revestimientos cerámicos de los vagones de trenes de alta velocidad e incluso las placas de aislamiento térmico de los transbordadores espaciales, la presencia de este polvo blanco es indispensable en estos productos de alta tecnología. Como "material universal" en el ámbito industrial, el proceso de preparación del polvo de óxido de aluminio ha experimentado cambios trascendentales durante el último siglo. El autor trabajó en cierta empresa.alúminaempresa de producción durante muchos años y fue testigo con sus propios ojos del salto tecnológico de esta industria desde la “fabricación de acero tradicional” a la fabricación inteligente.
I. Los “tres ejes” de la artesanía tradicional
En el taller de preparación de alúmina, los maestros experimentados suelen decir: «Para involucrarse en la producción de alúmina, se deben dominar tres conjuntos de habilidades esenciales». Esto se refiere a las tres técnicas tradicionales: el proceso Bayer, el proceso de sinterización y el proceso combinado. El proceso Bayer es como guisar huesos en una olla a presión, donde la alúmina de la bauxita se disuelve en una solución alcalina a alta temperatura y alta presión. En 2018, mientras depurábamos la nueva línea de producción en Yunnan, debido a una desviación del control de presión de 0,5 MPa, falló la cristalización de toda la mezcla, lo que resultó en una pérdida directa de más de 200.000 yuanes.
El método de sinterización se asemeja más a la forma en que se hacen los fideos en el norte. Requiere mezclar bauxita y piedra caliza en proporción y luego hornearlas a alta temperatura en un horno rotatorio. Recuerde que el maestro Zhang, en el taller, posee una habilidad única. Con solo observar el color de la llama, puede determinar la temperatura dentro del horno con un error de no más de 10 °C. Este método tradicional, basado en la experiencia acumulada, no fue reemplazado por los sistemas de imagen térmica infrarroja hasta el año pasado.
El método combinado combina las características de los dos anteriores. Por ejemplo, al preparar una olla caliente Yin-Yang, se utilizan simultáneamente los métodos ácido y alcalino. Este proceso es especialmente adecuado para procesar minerales de baja calidad. Una empresa de la provincia de Shanxi logró aumentar en un 40 % la tasa de utilización de minerales pobres con una relación aluminio-silicio del 2,5 % mediante la mejora del método combinado.
Ii. El camino para abrirse pasoInnovación tecnológica
El problema del consumo energético en la artesanía tradicional siempre ha sido un problema en la industria. Datos de la industria de 2016 muestran que el consumo eléctrico promedio por tonelada de alúmina es de 1350 kilovatios-hora, equivalente al consumo eléctrico de un hogar durante medio año. La "tecnología de disolución a baja temperatura" desarrollada por una empresa, mediante la adición de catalizadores especiales, reduce la temperatura de reacción de 280 °C a 220 °C. Esto por sí solo ahorra un 30 % de energía.
El equipo de lecho fluidizado que vi en cierta fábrica de Shandong cambió por completo mi percepción. Este "gigante de acero" de cinco pisos de altura mantiene el polvo mineral en suspensión mediante gas, reduciendo el tiempo de reacción de 6 horas en el proceso tradicional a 40 minutos. Aún más sorprendente es su sistema de control inteligente, que puede ajustar los parámetros del proceso en tiempo real, como un médico tradicional chino tomando el pulso.
En términos de producción ecológica, la industria está dando un magnífico ejemplo de cómo "convertir los residuos en tesoros". El lodo rojo, antes un residuo problemático, ahora se puede transformar en fibras cerámicas y materiales para la construcción de carreteras. El año pasado, el proyecto de demostración visitado en Guangxi incluso fabricó materiales de construcción ignífugos a partir de lodo rojo, cuyo precio de mercado era un 15 % superior al de los productos tradicionales.
iii. Infinitas posibilidades de desarrollo futuro
La preparación de nanoalúmina puede considerarse el "arte de la microescultura" en el campo de los materiales. Los equipos de secado supercrítico que se utilizan en el laboratorio pueden controlar el crecimiento de partículas a nivel molecular, y los nanopolvos producidos son incluso más finos que el polen. Este material, al utilizarse en separadores de baterías de litio, puede duplicar la vida útil de las baterías.
MicroondaLa tecnología de sinterización me recuerda al horno microondas doméstico. La diferencia radica en que los microondas de grado industrial pueden calentar materiales a 1600 °C en 3 minutos, y su consumo de energía es solo un tercio del de los hornos eléctricos tradicionales. Mejor aún, este método de calentamiento puede mejorar la microestructura del material. La cerámica de alúmina fabricada con ella por una empresa industrial militar tiene una dureza comparable a la del diamante.
El cambio más evidente que ha supuesto la transformación inteligente es la gran pantalla en la sala de control. Hace veinte años, los trabajadores cualificados se desplazaban por la sala de equipos con libros de registro. Ahora, los jóvenes pueden supervisar todo el proceso con solo unos clics. Pero, curiosamente, los ingenieros de procesos más experimentados se han convertido en los "maestros" del sistema de IA, que deben transformar décadas de experiencia en lógica algorítmica.
La transformación del mineral en alúmina de alta pureza no es solo una interpretación de reacciones físicas y químicas, sino también la cristalización de la sabiduría humana. Cuando las fábricas inteligentes 5G se fusionen con la experiencia táctil de los maestros artesanos, y cuando la nanotecnología se integre con los hornos tradicionales, esta evolución tecnológica centenaria estará lejos de terminar. Quizás, como predice el último informe técnico de la industria, la próxima generación de producción de alúmina se orientará hacia la fabricación a nivel atómico. Sin embargo, independientemente de los avances tecnológicos, la solución de necesidades prácticas y la creación de valor real son las coordenadas ineludibles de la innovación tecnológica.